浅析燃料电池的工作原理

浅析燃料电池的工作原理

燃料电池的工作原理是目前汽车行业的共识:电动车和所有ldquo;清洁能源汽车;最终的技术目标是燃料电池。燃烧

燃料电池的工作原理

目前汽车行业的共识是:电动汽车，以及所有的“清洁能源汽车”。最终的技术目标是燃料电池。燃料电池是将燃料的化学能直接转化为电能的能量转换装置。由于其发电效率高、燃料适应性强、环境特性好等优点，近年来得到了积极的发展。根据电解质的不同，燃料电池可分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)。燃料电池不受卡诺循环的限制，能量转换效率高，清洁无污染，噪音低，模块结构强，积木式，比功率高，既可以集中供电，又适合分散供电。基本结构和工作原理:(1)燃料电池燃料电池本质上是一种与普通电池基本成分相同的电化学装置。为了实现高功率输出，燃料电池通常有几种。单电池“组成。像电池一样，一个燃料电池由两个电极(负极，燃料电极，正极，氧化剂电极)和电解质组成。不同的是，普通电池的活性物质储存在电池内部，从而限制了电池的容量。然而，燃料电池本身的正极和负极并不含有活性物质，只是催化转化元素。所以燃料电池实际上是把化学能转换成电能的能量转换机器。当电池工作时，燃料和氧化剂被供应到外部进行反应。原则上，只要反应物不断进来，产物不断出来，燃料电池就能持续发电。下面以氢氧燃料电池为例，说明燃料电池的基本工作原理。水和电的反向过程。电极:负电极:H2 + 2哦-→2水+ 2雌激素阳性电极:1/2 o2 +水+ 2 e -→2 oh-battery反应:H2 o2 + 1/2 = = H2O此外,只有燃料电池本身不能工作,必须有一个相应的辅助系统,包括反应剂供应系统,除热系统,排水系统,电气控制系统性能和安全装置等。燃料电池通常由构成离子导体的电解质板、燃料电极(正极)和空气电极(负极)以及气体流路(正极)组成。在实际的燃料电池中，通过电解液并与反应相关的离子的类型因所用电解液的不同而不同。PAFC之间的反应和质子交换膜燃料电池与氢离子(H +)和反应发生如下:燃料电极:H2 = 2 H + + 2 E -(1)空气电极:2 H + + 1/2O2 + 2 E - =水(2)E -通过外部负载循环,并返回到空气、参与反应的空气侧。一系列的反应使电流不间断地通过外部回路，从而构成了电流的产生。由上式(3)可知，H2和O2生成的H2O没有其他反应，H2的化学能转化为电能。但实际上，参与电化学反应的电极具有一定的电阻，当电流通过时，会引起一些热量的产生，从而减少电能的转化。(2)燃料电池电动车动力系统由三个关键部件组成，即转化装置:将甲醇、汽油等液体燃料重新组合成富氢气体燃料，提供给燃料电池反应。(2)燃料电池堆:燃料电池是燃料电池电动车的动力源，它在空气反应中提供氢气和氧气，产生电流和电压，同时产生余热(水)等副产品。(3)制做/变流器:将燃料电池转换成直流电或交流电，或通过升压或降压来调节功率输出。